支原體汙染的影響是什麼?如何應對呢?

2021-01-08 締一0601

細胞培養過程中,由於實驗環境、操作者鼻腔口腔、實驗器材等很多地方都有支原體的存在。因此,細胞發生支原體汙染的頻率很高。據美國數據統計,細胞發生支原體汙染的機率在70%以上。

同時,由於支原體直徑很小,僅在180nm~350nm之間,只有通過電鏡才能看到。因此,支原體汙染不易被實驗者肉眼發覺。而支原體汙染是個循序的過程,普通抗生素對其無效。因此,被支原體汙染的細胞會持續受到影響,導致實驗數據不準確。

支原體汙染不僅是細胞培養中需要克服的現象,而且是製藥、生物製品生產中需要加以避免的。支原體汙染的影響是什麼?

●抑制細胞增殖達50%

●影響免疫反應

●影響病毒增殖和感染率

●引起染色體畸變和易位

●幹擾雜交瘤技術使被汙染細胞在HAT培養基更敏感

●在細胞壁上附著支原體會改變細胞壁完整性。

●降低電穿孔轉染率達5%

總之,支原體汙染影響細胞所有的代謝功能。

細胞被支原體汙染,解決方案

方法一:確認細胞已被支原體汙染,終止試驗,丟棄所有被汙染的細胞和耗材。

重新復甦細胞,注意選用未被汙染的細胞株、血清和培養基,並規範操作。

方法二:對於珍貴的,樣品不可再得的細胞,或價格昂貴的種子細胞,不但無法丟棄,而且作為種子細胞,還需要徹底根除支原體汙染。

此時,需選用特異性的支原體殺除劑,清除汙染,保護細胞。

目前世界上最有效的方法是是德國的一款專利生物試劑,由Minerva公司生產,品名Mynox。

此試劑可在2-3小時內將支原體主動殺除,但對細胞無毒害作用。特別適合細胞保種。

Mynox為枯草桿菌中提取出的生物製劑,加入培養液中,可特異性地與支原體膜結合,改變膜通透性。通過此生物物理的方法,2~3小時內,即可把細胞中的支原體殺除掉。因為細胞膜結構與支原體膜不同,故Mynox不會與細胞膜結合,因此無細胞毒性。

注意:3小時後,需將此試劑洗脫,將細胞更換到新的培養耗材和培養液中,重新培養。

此時,不應使用PCR方法檢測細胞中支原體。由於支原體解體,故PCR結果為假性強陽性。

具體操作流程見下圖:

Mynox祛除貼壁細胞中支原體的流程圖

Mynox殺除支原體功能強大有效,但由於價格昂貴,上圖中使用的200ul人民幣要5000元左右,使得應用於細胞保種的數量受到價格的限制。

方法三:對於已耗費很多時間,大量擴增起來的細胞,或經過基因轉染、體外刺激等大量工作處理過的細胞,如果發現細胞被支原體汙染了,怎麼辦?此時由於前期工作量巨大,使操作人員無法丟棄已有細胞。

但由於價格原因,又無法使用方法二提到的昂貴試劑殺除細胞上的支原體,

同時,實驗人員還需要清除細胞上的支原體汙染,讓實驗得以往下推進,以最終獲得準確的實驗數據。

此時,實驗者可選用對支原體特效的抑制劑,通過對細胞的前期處理,中期加藥,逐步通過4代左右的培養,得以將支原體汙染徹底清除,確保試驗順利推進,結果準確。

全世界此類試劑眾多,筆者周圍的實驗人做過很多嘗試,其中效果最確切且性價比較高的當屬德國Minerva公司的ZellShield祛除劑。

它的原理是:通過抑制支原體增殖中某種蛋白的合成,達到抑制新的支原體增殖的目的。屬複合型的新型抗生素。

註:使用ZellShield時,不需使用鏈青黴素。

操作步驟:

第一步:研究發現,98%的支原體汙染發生在細胞間隙。因此,首先要把細胞消化下來,放入離心管,懸浮衝洗,離心,棄上清,反覆三次。此時可將細胞上大部分的支原體去除,為進一步加藥抑制做好準備。

第二步:培養液中加入1%的ZellShield,細胞進行正常培養。新的支原體增殖受到抑制,舊的支原體隨著細胞的換液逐步減少,通過4代左右的培養,細胞中的支原體基本可被徹底清除。

此試劑價格約2800元/50ml,1%濃度使用,可保證大量細胞的實驗得以順利推進。性價比較高,但祛除過程時間稍長。

有些細胞保種中心,當珍貴細胞被支原體汙染後,會將Mynox和ZellShield結合使用,效果確切,結果令人滿意。

工作環境中支原體汙染,解決方案

如果實驗室的細胞經常發生支原體汙染,則需考慮的汙染源可能來以下幾個方面:

1、細胞種子被汙染,解決方法參見以上「方法二」和「方法三」;

2、細胞培養中,使用未經嚴格過濾祛除支原體的牛血清。

某些血清生產廠,為低價佔領市場同時還能獲得充足利潤,他們需要降低生產成本,所以會將生產中,成本最高的100nm過濾三次的步驟縮減,導致血清成為支原體的汙染源。

(全球標準的血清生產規範為:粗血清需經七次過濾,最後三次為100nm加壓過濾,可以清除支原體);

此情況需詳細考察血清供貨商的專業程度,通過索要《檢測報告》等書面文件為血清獲得更多質量保證。同時,對專業水平不高的血清供貨商,適當延長血清試用期。

3、潔淨臺、細胞培養箱內部、培養箱水槽、液氮罐,培養間內部的水浴鍋等環境被支原體汙染,可對工作區域進行消毒。有以下三種方法:

A、甲醛高錳酸鉀燻蒸消毒

40%甲醛溶液用量為10ml/m3,高錳酸鉀用量為5g/m3先將稱好的高錳酸鉀放到開放性容器內,然後倒入甲醛溶液人員迅速撤離,密閉消毒空間燻蒸消毒要求密閉消毒24h以上缺點:甲醛有刺激氣味,細胞間1-2周無法使用。

B、酒精擦拭

用75%的酒精對超淨臺、培養箱、桌面等進行擦拭再通風10分鐘紫外照射30分鐘缺點:操作較為繁瑣,酒精容易揮發,消毒維持時間不長。

C、用專門清除支原體的噴霧劑或溼巾消毒

目前,被各大實驗室普遍使用的是Mycoplasma-offTM噴霧劑和溼紙巾。它添加了可主動殺除支原體的Mynox試劑,可在 幾分鐘內將支原體確切殺除,無殘留,無腐蝕性,無致癌性。

均勻噴於待消毒的潔淨臺或實驗設備表面等待5-10分鐘用乾燥紙巾將噴過的表面擦拭乾淨通風2-3分鐘對於移液器,門把手,電話等器材,可使用支原體清除溼巾。擦拭後,應讓其被消毒物體的表面保持溼潤,再讓其自然風乾。

D、培養箱水槽、培養間內部的水浴鍋

水槽經常會成為支原體以及真菌黴菌滋生的汙染源。

解決方法:

勤於清洗顯得尤為重要。國際上普遍使用一種水源保護劑0.5%WaterShieldTM,加入水中,預防水源被支原體、真菌、黴菌汙染。此試劑不易揮發。一個月有效。水槽只需定期添水即可。

優點:操作方便,價格便宜。

總之,細胞培養中,支原體汙染發生頻繁。有時帶來的危害會造成實驗的巨大損失。應經常檢測和及時排除支原體汙染,讓細胞在健康安全的環境下生長,為獲得準確的實驗結果,打下良好的基礎。

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    在細胞培養過程中,支原體感染發生率達到63%,因而細胞培養過程中被支原體汙染是一個世界性的難題。當細胞(特別是傳代細胞)被支原體汙染後,細胞內的DNA、RNA及蛋白表達發生改變,而細胞的生長率一般並未發生顯著的影響,因而細胞被支原體汙染一般難以察覺。
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    支原體汙染來源: ●人:操作者無菌操作技術不當 ●物:被汙染的培養基、血清、細胞、製備細胞的原始組織或器官的交叉汙染。
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